Задающее устройство для электропривода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П „...,A"ИИ Е изо тейия (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

Н 02 Р 5/ОО (22) Заявлено 28,04.75 (21) 2128643/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам нзааретеннй и открытий (43) Опубликовано05,05.78.Бюллетень № 17 (53) УДК 621.313.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 18, 01. 1в (723 Авторы изобретения

И. Я. Гальперин, Ю. М, Тульчннскнй, В. Н. Саранча, В, A. Безуглый и B. T. Козмай (71) Заявитель

Донецкое нала дочное управление треста

"Донецкут леавтоматика (54) ЗАДАЮ1ЦЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение касается управления электроприводами механизмов, пуск и замедление которых должны производиться плавно с ограничением ускорения и рывка. К таким механизмам относятся, например, рудничные подъемные установки, скоростные лифты, маятниковые пассажирские канатные дороги.

Известно задающее устройство для формирования заданного запаса управления скоростью электропривода, представляющее собой вычислительную машину, включенную на входе электропривода и обеспечивающее в каждый момент времени нужные значения скорости при ограничении ускорения и рывка (1). Обеспечивая высокую точность, устройство является довольно сложным, что затрудняет его широкое применение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является задающее устройство, которое содержит последовательно соединенные усилитель с нелинейными обратными связями, промежуточный интегратор и выходной интегратор, выход которого замкнут на вход усилителя (2).

Такое устройство обеспечивает формирование задающего напряжения, изменяющегося во времени по линейному закону со сглаженными по параболе переходами между периодами равномерного движения и периодами ускорения и замедления.

Однако это устройство не обеспечивает формирования близкого к оптимальному по быстро5 действию и динамичности закона изменения скорости, так как в нем не приняты меры дляустранения возникающих в замкнутом контуре ошибок регулирования, пропорциональных заданным ускорению и рывку. Необходимый для ликвидации этих ошибок сигнал заданного рыв10 ка задающим устройством вообще не выраб»тывается, а применение охватывающих усилитель нелинейных обратных связей усложняет схему и не обеспечивает точного воспроизведения требуемой функциональной зависимости, 15 вход- выход усилителя. В задающем устройстве нет возможности, которая бы позволяла изменять вручную и автоматически однажды принятые величины ускорения и рывка. Это затрудняет перестройку системы «а требуемый режим вручную и не позволяет осуществлять

gp автоматическую коррекцию параметров движения.

Цель изобретения — обеспечить формирование близкого к оптимальному закону изменения скорости и упростить настройку системы на требуемый режим.

606195

l0!

50

Для достижения этой цели в задающем устройстве, содержащем последогатсльно соединеннь е через переменные резисторы усилитель с опорш-. м элементом в цепи обратной связи, проче.:,óòo÷!!ûé интегратор и выходной интегратор, выход которого подключен к цепям управления электропривода, выход промежуточного интегратора подключен через дополнительный опорный элемент ко входу усилителя, подвижный контакт переменного резистора на выходе промежуточного интегратора подсоединен также к охватывающей усилитель и промежуточный инт --.ратор цепи линейной обратной связи, содержащей переменный резистор, подвижный контакт которого механически связан с подвижным контактом переменного резистора на выходе усилителя, причем оба контакта подключены к цепям управления электропривода, а опорные элементы имеют общие опорные потен пи алы.

11а фиг. 1 приведена схема задающего устройства с основным вариантом цепи линейной обратной счязи, охватывающей усилитель и промежуточный интегратор; на фиг. 2 — характер изменения ь: времени формируемых в задающем устройстве сигналов управления; на фиг. 3 — схема задающего устройства с упрощенным вариантом цепи линейной обратной связи, охватывающей усилитель и промежуточный интегратор.

Устройство содержит усилитель 1 с инвертирующим 2 и неинвертируюшим 3 входами, опорным элементом 4 в цени обратнои сВНзи, резь.ст ром 5 на входе, переменчым резистором 6 и резистором 7 иа выходе, промежу= точш:.й интегратор 8, вход которого подключен к подвижному контакту переменного рсзист. ра

6, а выход нагружен переменным резистором 9 и резистором 1Î и через опорный элемент 11 подключен к неннвертирующему входу усилителя 1,, цепь линейной обратной связи 12, охватывающую усилитель 1 и промежуточный интегратор 8 и включающую переменный резистор 13, подвижный контакт которого механически связан с подвижным контактом переменного резистора 6, выходной интегратор 14, вход которого подключен к подвижному контакту переменногс резистора 9, а выход нодсоединен через резистор 15 к инвертирующему входу усилителя 1. К цепям управления электропривода 16 через резисторы 17 — 19 подключены соответственно выход выходного интегратора 14 и подвижные контакть. перемен ных резисторов 6 v. 13. Цепь линейно обратной связи в основном варианте содержит охваченный через резистор 20 обра; ной связью усилитель — инвертор 21, вход которого через резистор 22 подключен к подвижному контакту переменного резистора 9, выход нагружен переменным резистс ром 13 и резистором 23 и через резистор 24 подключен ко входу силителя i.

На чертежах обозначены опорные потенциалы

Е,l и Ец г, общ: е для опорных элементов 4 и 11,,Ц вЂ” скорость приводимого механизма, сигналы управления. 1.1 „-- входнеl), Up — задапиого рывка, заданного ускорения инверсHbIH 11О H прямые Ug I H Ua, U — заданной

4 скорости, to ... 11 — фиксированные моменты времени.

Устройство работает следующим образом.

Если на вход задающего устройства в момент времени to подать сигнал U>, то на выМ ходе усилителя 1, благодаря обратной связи через опорный элемент 4 мгновенно установится постоянное по величине напряжение, практически равное опорному потенциалу Ео», или

EGgg, Часть этого напряжения, определяемая положением подвижного контакта переменного резистора 6 и представляющая собой сигнал заданного рывка U„, поступит на вход промежуточного интегратора 8. В результате на его выходе напряжение начинает возрастать по линейному закону с интенсивностью, пропорциональной сигналу U„..×çñòü этого напрЪжения, определяемая положением подвижного контакта переменного резистора 9 и представляющая собой инверсный сигнал заданного ускорения — U, поступает на вход выходного интегратора 14 и усилителя-инвертора 21, выполняющего операцию инвертирования и масштабного преобразования, Поэтому сигнал заданной скорости U „на выходе интегратора 14 начинает возрастать по параболическому закону с возрастающей ингенсивностью, а сигналы U о и Я копируют форму сигнала

U, но в других масштабах и.противоположной полярности. В момент времени t i, когда напряжение на выходе промежуточного интегратора

8 достигнет величины опорного потенциала

Е Ä! или Е„„, гступает в работу обратная связь через опорный элемент 11, и сигнал ur обращается в нуль. Сигналы — 0„, 3„! и Uaz будут сохраняться постоянными, а сигнал U, начнет возрастать по линейному закону. В момент времени tq благодаря возрастанию сигнала tJ сумма токов обратимых связей через резисторы 15 и 24 превзойдет по величине входной ток через резистор 5, и на выходе усилителя.1 вновь появится напряжение, равное опор ному потенциалу Е,„ или ЕО„2, но противоположной полярности. Сигналы — U „U и U начнут уменьшаться по линейному закону, а сигнал 15„будет продолжать возрастать, но уже по параболическому закону с убывающей интенсивностью. И момент времени tz сигналы

U „Uai., и 4, уменьшатся до нуля,а сигнал

4 U достигнет установившейся величины. Сигнал U, обратится в нуль, и переходный процесс в устройстве закончится. Аналоги шым образом протекают процессы в устройстве при сиятии сигнала Jg„. Этому соогветствует интервал времени t„— t7. Чтобы переходный процесс в задающем устроистве на интервалах времени

tg — t3 и 1е — 1у протекал Описанным образом, токи обратных связей через резисторы 15 и

24 должны быть .между собои определенным образом соразмерены,. а именно: максимальная интенсивность изменения тока, протекаю1цего через резистор 15; должна быть вдвое больц1е интенсивности изменения тока, протекающего через резистор 24. Эта соразмерность не нарушается при изменении положения подви>кного контакта переменного резистора 9, благодаря которому устанавливается требуемая вели606195

Формула изобретения

Задающее устройство для электропривода, содержащее последовательно соединенные через переменные резисторы усилитель с опорным элементом в цени обратной:связи, промежуточный интегратор и выходной интегратор, выход которого подключен к цепям управления электропривода, отличающееся тем, что, с целью формирования закона изменения скорости, близкого к оптимальному и упрощения настройки электропривода на требуемый режим, выход. промежуточного интегратора подключен через дополнительный опорный элемент ко входу усилителя, подвижный контакт переменного резистора на выходе промежуточного интегратора подсоединен также к охватывающей усилитель

Э5 н промежуточный интегратор цепи линейной обратной связи, содержащеи переменныи резистор, подвижный контакт которого механически связан с подвижным контактом переменного резистора на выходе усилителя, причем оба контакта подключены к цепям управления элек4о. тропривода, а опорные элементы имеют общие опорные потенциалы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. AE3 Mitteilnngen, 1967, № 5, с. 260—

264.

2. Патент Великобритании № 1.158.144, кл. G 3 К (H 02 P 5)00), 1969.

5 чина ускорения приводимого механизма. Прн этом отношение сопротивлений переменного резистора 9 и резистора 10 определяет диапазон регулирования ускорения. Эта соразмерность не нарушается и при изменении положения механически связанных подвижных контактов секций переменных резисторов 6 и 13, благодаря которому устанавливается требуемая величина рывка приводимого механизма, так как отношения сопротивлений переменного резистора 6 и резистора 7, переменного резистора !3 и резистора 23, определяющие диапазон регулирования рывка, приняты равными. Чтобы усилитель — ипвертор 21 при максимальной величине сигнала — Uö и минимальной величине сигнала U„íå заходил в зону насыщения, сопротивления резисторов 22 и 20 пркняты в таком же отношении.

Таким образом, в устройстве обеспечивается возможность независимой регулировки вручную ускорения и рывка приводимого механизма, что существенно упрощает настройку системы на требуемый режим.

Указанная соразмерность токов обратных связей в задающем устройстве не нарушается также и при изменении. величины опорных потенциалов Ец и Я „ . Поэтому, воздействуя на эти потенциалы, можно осуществлять в функции необходимых параметров. автоматическую коррекцию ускорения и рывка приводимого механизма, что расширяет возможность системы управления, придавая ей адаптивные свойства.

Закон изменения сигнала Ц совпадает с желаемым, т. е. оптимальным законом изменения скорости 0 приводимого механизма. Одна. ко, если к цепям управления электропривода

16 подключить только этот сигнал, он будет отработан с погрешностями,. пропорциональнымн заданным ускорению и рывку, т. е. закон изменения скорости О будет отличаться от оптимального. Поэтому для компенсации этих погрешностей к цепям управления электропривода 16 подключены сигналы заданных ускорения и рывка, необходимая величина которых устанавливается с помощью резисторов 18 и

19.Благодаря тому, что этн сигналы вводятся путем подключения к цепям управления электро привода 16 механически связанных подвижных контактов переменных резисторов 6 и 13, при регулировке ускорения и рывка не возникает потребность в изменении резисторов 18 и 19. б

Таким образом, в устройстве обеспечивается формирование близкого к оптимальному закона изменения скорости приводимого механизмаа.

Если цепи управления электропривода 16 имеют инвертирующий н неинвертнрующнй входы или по крайней мере . два независимых входа, то цепь линейной обратной связи может быть упрощена (фиг. 3) за счет исключения усилителя-инвертора 21, так как отпадает необходимость инвертировать сигнал-0 В упрощенной цепи линейной обратной связи резистор 23 выбирается таким образом, чтобы отношение максимальной величины сопротивления переменного резистора 13 к результирующему сопротивлению резисторов 23 и 24 covpa15 нялось таким же, как и отношение сопротивлений переменного резистора б и резистора 7.

606195

«и«а

Составитель В. Ткаченко

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица е Тираж 892 Подписное

Редактор В. Фельдман

Заказ 2464/42

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раугнская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4